Vogel: Análise Química Quantitativa
19.7 Manipulação dos dados
ou mais conjuntos um após o outro. A vantagem é que o arranjo permite o
controle de cada canal independentemente dos demais, isto é, o
acompanhamento simultâneo de íons de massas diferentes que atingem
partes diferentes do detector, sem necessidade da varredura de m/z. Estes
dispositivos são equivalentes, em termos de elétrons, aos conjuntos de
diodos que tiveram tanta importância no desenvolvimento da
espectroscopia óptica.
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Hoje, quase todos os espectrômetros de massas utilizam computadores no
controle de algumas funções do instrumento e para mostrar e registrar os
dados recolhidos. O número de sistemas de manipulação de dados
existentes e sua complexidade tornam um desafio a escolha de um
espectrômetro de massas, já que de 30 a 80% do custo do equipamento
corresponde a estes sistemas. O sistema de manipulação dos dados pode ser
baseado em computadores pessoais, em estações de trabalho, mais caras, ou
em um computador dedicado que contém um certo número de
processadores, cada um executando uma tarefa específica. O programa do
computador é geralmente desenhado para um instrumento em particular e,
além de registrar o espectro, deve ser capaz de controlar todos os
parâmetros normais de operação. Ele pode, ainda, funcionar como interface
para o sistema de gerência de informações do laboratório (LIMS). Seja qual
for o caso, muito provavelmente o sistema estará obsoleto assim que for
adquirido. A quantidade de informações geradas por um espectrômetro,
mesmo modesto, é muito grande. Uma corrida simples pode exigir a
digitalização e arquivamento de informações de até 100 fragmentos para
cada tipo de molécula. No caso de análises CG-MS ou HPLC-MS, um
espectro de massas completo é gerado e arquivado a cada segundo durante
até 90 minutos. É óbvio que é necessário reduzir a quantidade de dados ou o
nível de processamento para que o analista possa utilizar eficientemente o
material e, para isso, muitos sistemas permitem a escolha do formato de
saída dos dados.
O formato de saída mais comum é o espectro de massas na forma
normalizada (Fig. 19.1). Neste tipo de formato, o pico mais intenso, o pico
base, corresponde à intensidade 100 ou 1000 e a este pico são relacionados
todos os demais picos. Embora muito usado e de muita utilidade, este
formato tem seus problemas. O primeiro é que o eixo das massas deve ser
calibrado para dar as massas corretas — freqüentemente com picos bem
conhecidos e bem-definidos de um material padrão, como o perfluoro-
querosene (PFK), por exemplo. Se isso não for feito, as massas observadas
na análise podem estar uma ou mais unidades acima ou abaixo da massa
correta, o que pode levar a problemas sérios durante a interpretação. Em
segundo lugar, se a intensidade do pico base não for medida corretamente,
as intensidades de todos os demais picos não estarão corretas. É, às vezes,
preferível usar um formato diferente, em que a intensidade de cada pico é
uma função da corrente total de íons em uma faixa de massas definida. Em
ambos os formatos, a listagem dos picos na forma de tabela pode ser
facilmente obtida.
A faixa dinâmica do sistema total pode chegar até seis ordens de
magnitude, e como o formato de saída descrito anteriormente corresponde a
uma faixa bastante restrita — o eixo de intensidades está entre zero e 1000
e o eixo de massas utiliza freqüentemente saltos de 50 a 500 unidades —
pode-se, às vezes, perder (ou não observar) informações importantes. Picos
de intensidade baixa que podem ser quimicamente importantes para
estabelecer as seqüências de fragmentação, por exemplo, deixam de ser
registrados se tiverem intensidade abaixo de um determinado limite. Os
íons de carga múltipla, que podem aparecer em massas fracionárias, podem
não ser, também, registrados e a informação perdida. Os espectros
normalizados são extremamente úteis para a comparação com espectros
obtidos por analistas que trabalham na mesma área, mas usam
espectrômetros diferentes, em diferentes lugares do mundo, ou nas buscas
em bibliotecas de espectros comerciais [7]. Várias destas bibliotecas têm
mais de 80 000 espectros de massas armazenados em um formato capaz de
ser lido pelos computadores e os programas são, em geral, capazes de
comparar rapidamente o espectro da substância que está sendo analisada com os espectros depositados nas bibliotecas e de identificar uma série de
possíveis compostos.
Muitos programas de computador permitem que o espectroscopista faça
uma busca preliminar, pelo nome do composto, pela fórmula ou pelo
número do Chemical Abstracts (CAS), para reduzir o número de
comparações inadequadas. Uma alternativa é utilizar a busca inversa, na
qual alguns espectros conhecidos são comparados com os dados que estão
sendo gerados. Este processo é, obviamente, muito mais rápido do que a
busca convencional. Atualmente, a maior parte destes programas baseia-se
na comparação da distribuição de massas e intensidades, sem usar restrições
“químicas” para limitar as possibilidades.
Além de seu papel essencial de recolhimento e manipulação dos dados,
normalmente, o computador também controla o espectrômetro. Isto permite
que se façam varreduras rápidas e repetitivas no modo CG-MS ou que se
possa utilizar técnicas mais elaboradas, tais como, por exemplo, o
acompanhamento de íons simples e múltiplos (SIM). Nesta técnica, o
espectrômetro acompanha um certo número de massas escolhidas
arbitrariamente, sem fazer a varredura habitual. Como o detector passa mais
tempo observando os íons de interesse do que o faria na varredura normal, a
sensibilidade aumenta, freqüentemente por um fator de até 1000. Este
procedimento é muito usado na análise de traços por CG-MC e HPLC-MS,
em que o limite de detecção necessário é, em geral, consideravelmente mais
baixo do que o que é obtido com os detectores convencionais de CG e
HPLC.
Na medida em que aumenta a capacidade de processamento dos
computadores, a manipulação dos dados fica mais fácil. Hoje em dia,
muitos dos programas de computador permitem a tomada da média
espectral de várias varreduras para reduzir o ruído elétrico. A subtração da
linha de base permite reduzir os efeitos de pequenas quantidades de
contaminantes sobre o espectro. Neste caso, o espectro obtido sem nenhuma
amostra na fonte de íons é subtraído do espectro da amostra para remover
sinais devidos à linha de base. Se o computador é rápido e tem capacidade
suficiente, ele pode ser usado para executar várias tarefas simultaneamente, um processo conhecido como linha de frente/retaguarda. Dados